一种防潮型智能式气体密度继电器的制作方法

1.本实用新型涉及电力技术领域，特别涉及一种应用在高压或中压智能电气设备上的防潮型智能式气体密度继电器。


背景技术：

2.sf6(六氟化硫)电气设备已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。近年来，随着经济高速发展，我国电力系统容量急剧扩大，sf6电气设备用量越来越多。sf6气体在电气设备中的作用是灭弧和绝缘，设备内的sf6气体密度降低至一定程度将导致绝缘和灭弧性能的丧失。目前，用来监测sf6气体密度普遍采用的是一种机械的指针式六氟化硫气体密度继电器，即当sf6电气设备发生泄漏时该继电器能够报警及闭锁，同时还能显示现场密度值。该密度继电器一般采用刻度盘、指针、巴登管、温度补偿元件、基座、机芯和游丝型磁助式电接点。该密度继电器的信号输出靠的是磁助式电接点上两个外径仅有1.2mm的金属棒接触导通实现。这种结构的接触触点容量小，触点接触电阻阻值大，触点闭合不够牢靠，电气性能不稳定。同时该密度继电器主要是相对压力的结构，与外界大气相通。由于大气中含有水分，时间久了导致触点氧化或污染。该密度继电器多数使用的为无油结构，一旦触点受潮，接点不导通，在出现泄漏时，密度继电器不能可靠的发出电信号，将会带来严重的安全影响。同样，该密度继电器有得会充上绝缘油，当密度继电器壳体内的水分达到一定的状态，不仅会影响接点可靠，也会使绝缘油变色不利于示数读取。总之，在潮湿环境、早晚凝露大的地方以及北方冬天温度低的情况下，导致触点氧化或者污染致使电接点接触不良以及绝缘电阻下降的现象尤为突出，这样就难以保证对电气设备的可靠监测。
3.随着无人值守变电站向网络化、数字化方向发展以及对遥控、遥测的要求不断加强，所以对sf6电气设备的气体密度和微水含量状态的在线监测具有重要的现实意义。随着智能电网和泛在电力物联网的不断大力发展，智能高压电气设备作为智能变电站的重要组成部分和关键点，对智能电网的安全起着举足轻重的作用。所以智能电气设备也需要搭载sf6气体监测系统(气体密度继电器)。从而实现密度、压力和温度的采集，上传，实现气体密度在线监测。但是，由于智能部分多为电子元器件组焊而成，同样在潮湿环境、早晚凝露大的地方以及北方冬天温度低的情况下，焊点以及电子元器件本身极其容易受潮导致氧化、不导通等现象，从而影响在线监测的传输。
4.综上所述，目前的sf6气体密度继电器的在潮湿环境、以及低温环境下电气性能不够好、或接点接触不够稳定，无法可靠实现对sf6电气设备的sf6气体密度监测，所以要解决现有的sf6气体密度继电器的系列问题迫切需要研制一款防潮型智能气体密度继电器，以便推进泛在电力物联网的建设。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种防潮型智能式气体密度继电器，用于解决上述至少一个技术问题，其用于解决对于气体绝缘或灭弧的电气设备气体密度进行准确的监测，
能够提高工作效率，同时能在潮湿、低温以及易产生凝露的环境下进行可靠地有效地监测气体密度，可满足各种电气设备的要求。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.一种防潮型智能式气体密度继电器，其包括机械组件1、电子组件2，所述机械组件1连接所述电子组件2。
8.所述机械组件1包括机械壳体101，所述机械壳体101内设有巴登管 103、温度补偿元件107、信号调节机构1010、机芯105，所述巴登管103 连接所述温度补偿元件107，所述温度补偿元件107的另一端连接信号调节机构1010，所述信号调节机构1010与所述机芯105连接。
9.所述电子组件2包括电子壳体2010，所述电子壳体2010内设有智能处理器202，所述智能处理器202监测所述机械壳体101和所述电子壳体 2010内的湿度并控制升温。
10.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器还包括水气监测传感器5和加热元件6。
11.所述水气监测传感器5设置在所述机械壳体101和/或所述电子壳体 2010中。
12.所述加热元件6设置在所述机械壳体101和/或所述电子壳体2010中。
13.所述水气监测传感器5和所述加热元件6连接所述智能处理器202，所述水气监测传感器5监测所述机械壳体101和所述电子壳体2010内的湿度，所述智能处理器202操控所述加热元件6升温。
14.其技术效果在于：通过加热元件6升温，破坏凝露，实现驱潮。干燥的接点控制环境能有效的保证sf6气体密度继电器的可靠运行，能更有效地对sf6电气设备实行监测。
15.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机械壳体101内还设有基座102和端座104。
16.所述巴登管103一端安装在所述基座102上，另一端通过所述端座104 连接所述温度补偿元件107。
17.所述信号调节机构1010通过连接杆106连接所述机芯105。
18.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机芯105安装在所述基座102上。
19.所述机芯105上安装有刻度盘1013和指针1014。
20.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机械壳体101内还设有信号发生器108。
21.所述信号发生器108连接所述信号调节机构1010。
22.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机械组件1还包括操作手柄109。
23.所述操作手柄109一端安装在所述信号调节机构1010上，另一端伸出所述机械壳体101。
24.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述电子壳体2010内还安装有压力传感器固定座209和压力传感器201。
25.所述压力传感器201安装在所述压力传感器固定座209上。
26.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器还包括设备连
接头1012。
27.所述设备连接头1012从所述机械壳体101的外部伸入，连接所述巴登管103，并伸入所述电子壳体2010，连接所述压力传感器固定座209。
28.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述电子壳体2010内还设有电源203和通讯模块4。
29.所述智能处理器202连接所述电源203。
30.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机械壳体101内还设有温度传感器3。
31.其技术效果在于：所述压力传感器201和所述温度传感器3采集压力和温度信号，转换成密度值，实现远距离传输在线监测sf6电气设备的密度。
32.本实用新型实施例的有益效果是：
33.本实用新型的防潮型智能式气体密度继电器，其可用于解决对于气体绝缘或灭弧的电气设备气体密度进行准确的监测，能够提高工作效率，同时能在潮湿、低温以及易产生凝露的环境下进行可靠地有效地监测气体密度，可满足各种电气设备的要求。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1为本实用新型防潮型智能式气体密度继电器结构示意图；
36.图2为本实用新型防潮型智能式气体密度继电器的电气原理示意图。
37.图中：1-机械组件；101-机械壳体；102-基座；103-巴登管；104-端座；105-机芯；106-连接杆；107-温度补偿元件；108-信号发生器；109
‑ꢀ
操作手柄；1010-信号调节机构；1012-设备连接头；1013-刻度盘；1014
‑ꢀ
指针；2-电子组件；201-压力传感器；202-智能处理器；203-电源；209
‑ꢀ
压力传感器固定座；2010-电子壳体；3-温度传感器；4-通讯模块；5-水气监测传感器；6-加热元件。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
39.请参照图1，本实用新型的第一个实施例提供一种防潮型智能式气体密度继电器，其包括机械组件1、电子组件2，所述机械组件1连接所述电子组件2。
40.所述机械组件1包括机械壳体101，所述机械壳体101内设有巴登管103、温度补偿元件107、信号调节机构1010、机芯105，所述巴登管103 连接所述温度补偿元件107，所述温度补偿元件107的另一端连接信号调节机构1010，所述信号调节机构1010与所述机芯105连接。
41.所述电子组件2包括电子壳体2010，所述电子壳体2010内设有智能处理器202，所述智能处理器202监测所述机械壳体101和所述电子壳体 2010内的湿度并控制升温。
42.其中，所述机械壳体101上通过密封圈安装有表玻璃。
43.所述表玻璃上安装有罩壳。
44.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器还包括水气监测传感器5和加热元件6。
45.所述水气监测传感器5设置在所述机械壳体101和/或所述电子壳体 2010中。
46.所述加热元件6设置在所述机械壳体101和/或所述电子壳体2010中。
47.所述水气监测传感器5和所述加热元件6连接所述智能处理器202，所述水气监测传感器5监测所述机械壳体101和所述电子壳体2010内的湿度，所述智能处理器202操控所述加热元件6升温。
48.其中，所述加热元件6包括但不限于硅橡胶加热器、电阻丝、电热带、电热棒、热风机、红外线加热器见、半导体、ptc发热器、陶瓷发热板等。
49.所述加热元件6固定在所述所述机械壳体101和/或所述电子壳体 2010的底部内壁。
50.其技术效果在于：通过加热元件6升温，破坏凝露，实现驱潮。干燥的接点控制环境能有效的保证sf6气体密度继电器的可靠运行，能更有效地对sf6电气设备实行监测。
51.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机械壳体101内还设有基座102和端座104。
52.所述巴登管103一端安装在所述基座102上，另一端通过所述端座104 连接所述温度补偿元件107。
53.所述信号调节机构1010通过连接杆106连接所述机芯105。
54.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机芯105安装在所述基座102上。
55.所述机芯105上安装有刻度盘1013和指针1014。
56.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机械壳体101内还设有信号发生器108。
57.所述信号发生器108连接所述信号调节机构1010。
58.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机械组件1还包括操作手柄109。
59.所述操作手柄109一端安装在所述信号调节机构1010上，另一端通过连接杆(106)与所述机芯(105)连接。
60.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述电子壳体2010内还安装有压力传感器固定座209和压力传感器201。
61.所述压力传感器201安装在所述压力传感器固定座209上。
62.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器还包括设备连接头1012。
63.所述设备连接头1012从所述机械壳体101的外部伸入，连接所述巴登管103，并伸入所述电子壳体2010，连接所述压力传感器固定座209。
64.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述电子壳体2010内还设有电源203和通讯模块4。
65.所述智能处理器202连接所述电源203。
66.在本实用新型较佳的实施例中，上述防潮型智能式气体密度继电器的所述机械壳体101内还设有温度传感器3。
67.其技术效果在于：所述压力传感器201和所述温度传感器3采集压力和温度信号，转换成密度值，实现远距离传输在线监测sf6电气设备的密度。
68.本实用新型的防潮型智能式气体密度继电器的作用原理是基于巴登管103，利用温度补偿元件107对变化的压力和温度进行修正，反映六氟化硫气体密度的变化。即在被测介质六氟化硫的压力作用下，由于有了温度补偿元件107的作用，电气开关内的气体密度值的变化，压力值也相应的变化，迫使巴登管103的末端产生相应的弹性变形—位移。借助于温度补偿元件107传递给机芯105，机芯105又传递给了指针1012，遂将被测的六氟化硫气体密度值在刻度盘1013上指示出来。如果电气开关漏气了，密度值下降到一定程度(达到报警或闭锁值)，巴登管103产生相应的向下位移，通过补偿元件107使信号调节结构1010向下位移，信号调节结构1010上渐渐离开相应的操作手柄109，直到发出相应的信号(报警或闭锁)，达到监视和控制电气开关设备中的六氟化硫气体密度，使电气设备安全工作。
69.请参照图2，本实用新型的第二个实施例提供一种防潮型智能式气体密度继电器的电路原理。其中，智能处理器202(可以是：通用计算机、工控机、cpu、单片机、arm芯片、ai芯片、量子芯片、光子芯片、mcu、 fpga、plc等、工控主板、嵌入式主控板等构件；电源203可以是开关电源、交流220v、直流电源、ldo、可编程电源、太阳能、蓄电池、充电电池、电池等构件。
70.智能处理器202通过水分监测传感器5或温度传感器3采集壳体内的湿度以及温度，当湿度和温度达到设定的阈值，智能处理器202操控电路给加热元件6输出信号，加热元件6开始升温，进步壳体内的温度，损坏凝露构成条件。当水分监测传感器反馈的湿度达到最终要求时，智能处理器断开加热元件6的电路，停止加热干燥。同时，智能处理器202还通过压力传感器201采集压力信号p、温度传感器3采集温度信号t，利用气体压力和温度之间关系的数学模型，采用软测量的方法，经过智能处理器 202处理得到相应的密度值p
20
(即20℃的的压力值p
20
)，且通过通讯模块 4能够远传密度值p
20
，或密度值p
20
、压力值p、温度值t，或压力值p、温度值t，进而实现在线监测电气设备的气体密度值p
20
，或密度值p
20
、压力值p、温度值t，或压力值p、温度值t。例如远传密度继电器通过rs-485 等数据通讯方式接入到变电站综合自动化在线监测系统中，并远传至无人值班站中心监控站，在变电站当地和远方的中心监控站进行实时监测，实现了sf6电气设备中sf6气体密度的在线监测。
71.本实用新型实施例旨在保护一种防潮型智能式气体密度继电器，具备如下效果：
72.本实用新型的防潮型智能式气体密度继电器，其可用于解决对于气体绝缘或灭弧的电气设备气体密度进行准确的监测，能够提高工作效率，同时能在潮湿、低温以及易产生凝露的环境下进行可靠地有效地监测气体密度，可满足各种电气设备的要求。
73.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，
本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。